力扣题库设计循环队列

题目要求：
设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。

循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

你的实现应该支持如下操作：

MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
isFull(): 检查循环队列是否已满。

示例：

MyCircularQueue circularQueue = new MycircularQueue(3); // 设置长度为 3

circularQueue.enQueue(1); // 返回 true

circularQueue.enQueue(2); // 返回 true

circularQueue.enQueue(3); // 返回 true

circularQueue.enQueue(4); // 返回 false，队列已满

circularQueue.Rear(); // 返回 3

circularQueue.isFull(); // 返回 true

circularQueue.deQueue(); // 返回 true

circularQueue.enQueue(4); // 返回 true

circularQueue.Rear(); // 返回 4

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue

typedef struct {
    int* array;  //数组
    int  n;     // 数组空间大小
    int  front; // 队头
    int  rear;  // 队尾
} MyCircularQueue;

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);

/** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* cq = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    cq->array = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    cq->n = k+1;       //空间开 k+1个，但只能存k个，开 k+1 是为了方便判满和判空
    cq->front = 0;
    cq->rear = 0;

    return cq;
}

/** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))   //判满
        return false;

    obj->array[obj->rear] = value;   
    obj->rear++;
    //obj->rear %= obj->n;   //方法一：取余 若尾超出则置0，实现了循环存储
    if(obj->rear == obj->n)   //方法二
        obj->rear = 0;

    return true;
}

/** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))   //判空
        return false;

    obj->front++;     //删除后头前移
    if(obj->front == obj->n)   //当头删除到和大小相等时，头置0，实现循环存储
        obj->front = 0;

    return true;
}

/** Get the front item from the queue. */
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))  //判空
        return -1;
    return obj->array[obj->front];
}

/** Get the last item from the queue. */
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
     if(myCircularQueueIsEmpty(obj))  //判空
        return -1;

    int prevRear = obj->rear-1;  //rear 在k+1处，但实际只存储到 k
    if(obj->rear == 0)  //尾在0处的情况
        prevRear = obj->n-1; 

    return obj->array[prevRear];
}

/** Checks whether the circular queue is empty or not. */
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
     return obj->front == obj->rear;   //当头 == 尾 则为空
}

/** Checks whether the circular queue is full or not. */
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    int rearNext = obj->rear+1;    
    rearNext %= obj->n;    // 满时 rear == k+1 处，+1 再取余则 置0 

    return rearNext == obj->front;   //此时 头 == 尾 则满
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->array);
    free(obj);
}